IPv6已來

2016年6月1日開始,蘋果規定所有提交至AppStore的應用必須兼容IPv6-only標準。可以預計，2018年底會有大量互聯網資源、上網用戶使用IPv6協議。這意味著，如果一個互聯網服務不能支持IPv6，將失去大量用戶流量。

2017年底，中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發了《推進互聯網協議第六版（IPv6）規模部署行動計劃》，要求到2018年末，IPv6活躍用戶數達到2億，并要求國內用戶量排名前50位的商業網站及應用支持IPv6。IPv6成為國家戰略。

隨著IPv6時代的到來，IPv6網絡下的攻擊開始出現。2018年初，Neustar宣稱受到了IPv6DDoS攻擊，這是首個對外公開的IPv6 DDoS攻擊事件。thc-ipv6、hping等IPv6的DDoS攻擊工具也開始在互聯網上出現。

2018年11月，淘寶、優酷的雙十一首次跑在IPv6上。同時，阿里云云盾建成國內首家IPv6 DDoS防御系統，支持秒級監控、防御海量IP，為淘寶、優酷云上業務提供IPv4+IPv6雙棧DDoS自動防護。雙11期間，雙棧防御系統攔截5000多次DDoS攻擊，最大攻擊流量達到397Gpbs。

IPv6時代，網絡安全面臨新的挑戰

雖然IPv4下的防御系統已經非常成熟，但系統并不能直接用于IPv6防護，需要全鏈路重構支持IPv6。從流量監控、調度、清洗、黑洞都需要重新適應IPv6的新網絡環境。此外，由于IPv6協議的新特性，可能會被黑客用于DDoS或DoS攻擊：

?●??IPv6的NextHeader新特性可能被黑客用于發起DoS攻擊，比如Type0路由頭漏洞，通過精心制造的數據包，可以讓一個報文在兩臺有漏洞的服務器之間“彈來彈去”，讓鏈路帶寬耗盡，也可以繞過源地址限制，讓合法的IP反彈報文；
?●??IPv6新增NS/NA/RS/RA，可能會被用于DoS或DDoS攻擊；
?●??IPv6支持無狀態自動配置，同時子網下可能存在非常多可使用的IP地址，攻擊者可以便利的發起隨機源DDoS攻擊；
?●??IPv6采用端到端的分片重組機制，如果服務器存在漏洞，可能會被精心偽造的分片包DoS攻擊。

與此同時，IPv6下攻防態勢也產生新的變化。IPv6提供海量的地址，一個IDC就可能申請到非常大的可用地址塊，這對源IP頻率和限速類的防御算法來說簡直是噩夢。特別是應用層的DDoS：HTTP Flood、刷票、爬蟲將變得更加難以防御。此外，隨著自動駕駛汽車、物聯網設備、移動終端等越來越多的智能設備入網，這些設備一旦被入侵都可能成為發起DDoS的僵尸網絡，產生海量的攻擊報文。

DDoS攻擊往往是出于商業利益，據阿里云發布的《2018上半年網絡安全報告》顯示，游戲、移動應用、電子商務等競爭激烈的領域是DDoS攻擊的重點陣地。隨著企業業務切到IPv6協議，IPv6下的DDoS攻擊在一段時間里會非常有效，因為很多企業并沒有做好IPv6 DDoS防御的準備，對攻擊者來說可以輕易達成攻擊目標。此時IPv6下的DDoS攻擊會逐步熱門起來，成為很多企業的阿喀琉斯之踵。

阿里云IPv6DDoS防御最佳實踐

針對挑戰和變化需要解決的問題：

?●??網絡和DDoS防御系統需要改造甚至重構支持IPv6。
首先，雖然IPv4網絡已經非常成熟，但到了IPv6網絡，現有的很多企業網絡、服務器網絡的大部分都需要更換設備和重新開發系統，才能支持IPv6網絡以及IPv6網絡下的安全防護；
部分企業寄希望運營商會提供平滑的過渡方案，但運營商只會對運營商網絡邊界內進行改造升級，企業如果需要支持IPv6，是需要自身進行改造升級的。
?●??IPv6的地址總量是IPv4的2的96次方倍，系統需要更強大的處理性能才能支持海量的IP的安全防御。
?●??針對大流量DDoS，需要建立運營商級別的IPv6黑洞能力。
?●??防御算法和防御模式都需要適應IPv6的新挑戰。
?●??在業務切換到IPv6的同時，需要具備IPv6網絡下的安全防護能力。

阿里云如何實現：

1.重構系統支持IPv4+IPv6的雙棧DDoS自動防護

a) 流量監控預警系統

流量監控預警系統需要支持IPv6和IPv4，同時檢測雙棧流量，為了能檢測IPv6海量的IP地址，阿里云DDoS系統采用了分布式集群的方式，將流量分散到集群上協作運算，對多個流量指標進行統計，秒級監控流量的異常。

b) 調度系統

對調度系統升級，支持雙棧，自動判斷IP類型，啟動對應防御模式和清洗算法。

c) 清洗系統

重新設計部署了牽引、回注、清洗系統，并制定針對IPv6的清洗算法。

2.運營商級別黑洞能力

不管是IPv4還是IPv6，當某個IP攻擊流量特別大，會導致整個帶寬擁塞。無論對IDC機房、云服務商來說，1個IP被攻擊導致所有業務不可用簡直是災難。特別是IPv6網絡帶寬相對于IPv4還處于建設初期，攻擊擁塞風險更大。

阿里云和各大ISP服務商建立IPv6黑洞聯動能力，可以在運營商IPv6骨干網丟棄流量，提供安全的云環境。

3.防護模式的升級

a) 針對prefix級別的防御算法：

雖然一個IDC就可能申請到海量的IP地址，但這些IP地址歸屬的IP地址塊不會太多，即使攻擊者可以切換海量的IP地址，但在同一個機房的肉雞IP很難在網段級別離散，通過IP地址網段來統計和分析可以有效減弱IPv6海量地址帶來的沖擊。

b）協同防御：

在傳統IDC和單機安全設備上，一個IP的異常指標可能非常低，很難分析它是攻擊還是正常訪問，同時很難判斷這個IP是否是NAT或園區出口，結合IPv6的海量IP，攻擊者可以進一步降低被識別的可能。但攻擊者為了成本和效率，一個IP不可能只攻擊一個目標。比如IP X.X.X.X 在DDoS了服務器A之后，可能又去CC攻擊了服務器B。在阿里云上，由于規模效應，有海量的IP同時在被防御，所有清洗數據進行了在線化分析，一個IP的行為特征就有了上帝視角，攻擊者變得非常明顯，所有租戶的防御就可以協同作戰，威脅情報可以共享。

c) 智能化深度防御：

針對應用層的DDoS攻擊，基于頻率和限速的模式會越來越難防御，假如一個網站能承受1W qps。在IPv6下，攻擊者可以很廉價的獲取1W個IP，每個IP每秒發起1次請求，這個網站就會不堪重負。所以，在IPv6下應用層的DDoS攻擊防御，更高級的人機識別技術、人機對抗技術將成為主流。目前阿里云已在Web應用防火墻上應用了多種人機對抗技術。

安全建議

對于普通互聯網服務提供者來說，重構、升級系統來支持IPv6需要花費大量的成本，建議利用云服務快速搭建基于IPv6的服務。目前，阿里云已有多款產品支持IPv6，同時以SaaS化的形式提供IPv6 DDoS防護能力，助力企業一秒搭建更高級別的防御能力。